Golang实现Singleton模式时遇到的空指针异常问题

你的问题在于对Go语言中值类型和指针类型的理解。在第一个版本中，LoadedConfig 是一个值类型的结构体变量，但你在 GetConfig 函数中返回的是它的地址。问题出现在 loadConfig 函数失败时，你返回了 nil 指针。

让我们分析一下第一个版本的代码：

func GetConfig(path string) (config *Config, err error) {
    if isConfigLoaded {
        return &LoadedConfig, nil  // 这里返回的是 LoadedConfig 的地址
    }

    err = loadConfig(path)  // 如果这里出错，err != nil

    return  // 这里返回的是零值：config = nil, err = 错误信息
}

当 loadConfig 失败时，函数返回 (nil, error)。调用者得到的是一个 nil 指针，然后尝试访问这个指针的字段时就会发生空指针异常。

第二个版本能正常工作的原因是：

func GetConfig(path string) (*Config, error) {
    if configInstance != nil {
        return configInstance, nil
    }

    err := loadConfig(path)

    return configInstance, err  // 总是返回 configInstance，即使它是 nil
}

这里的关键区别是：即使 loadConfig 失败，configInstance 仍然会被返回（可能是 nil），调用者需要检查错误并处理 nil 指针的情况。

要修复第一个版本，你可以这样做：

func GetConfig(path string) (*Config, error) {
    if isConfigLoaded {
        return &LoadedConfig, nil
    }

    err := loadConfig(path)
    if err != nil {
        return nil, err  // 明确返回 nil
    }

    return &LoadedConfig, nil
}

或者更简洁的版本：

func GetConfig(path string) (config *Config, err error) {
    if isConfigLoaded {
        return &LoadedConfig, nil
    }

    if err = loadConfig(path); err != nil {
        return nil, err
    }
    
    return &LoadedConfig, nil
}

关于你的疑问：“为什么包级别的零值结构体不能用于反序列化？” - 实际上是可以的。问题不在于反序列化，而在于你的函数在错误情况下返回了 nil 指针。viper.Unmarshal(&LoadedConfig) 是完全有效的，因为 &LoadedConfig 获取的是有效结构体变量的地址。

根本问题是你混淆了两种单例模式的实现方式：

1. 使用值类型：var instance Config
2. 使用指针类型：var instance *Config

两种方式都可以工作，但需要正确处理错误情况。你的第二个版本更符合Go语言的惯用法，因为它明确地使用了指针，并且调用者可以清楚地看到可能返回 nil。

这里是一个完整的、线程安全的单例模式实现：

package config

import (
    "sync"
    "github.com/spf13/viper"
)

type Config struct {
    DbStr  string `mapstructure:"DB_STRING"`
    DbName string `mapstructure:"DB_NAME"`
    Port   uint32 `mapstructure:"PORT"`
}

var (
    instance *Config
    once     sync.Once
    initErr  error
)

func GetConfig(path string) (*Config, error) {
    once.Do(func() {
        instance, initErr = loadConfig(path)
    })
    return instance, initErr
}

func loadConfig(path string) (*Config, error) {
    config := &Config{}
    
    viper.SetDefault("PORT", 3000)
    viper.AddConfigPath(path)
    viper.SetConfigName("app")
    viper.SetConfigType("env")
    viper.AutomaticEnv()

    if err := viper.ReadInConfig(); err != nil {
        return nil, err
    }

    if err := viper.Unmarshal(config); err != nil {
        return nil, err
    }

    return config, nil
}

这个版本使用 sync.Once 确保线程安全，并且清晰地分离了成功和错误的情况。